Cimatron是以色列CimatronLtd.公司为了研发幼狮战斗机而发展的CAD/CAM软件,为机械制造业提供专业的服务。广泛遍布于汽车、航空、计算机、玩具、消费类商品、医疗、军事、光学仪器、远程通讯、教育机构、科研院所和其它基础工业领域等。
2005年Cimatron软件被指定为“劳动部职业院校教师(双师型)数控技师培训和鉴定推荐使用软件” 除了数控NC编程的解决方案以外,Cimatron E是全球最好的“面向制造的设计软件”!
具有以下主要优势:
模具行业使用最广泛的软件;
唯一能够提供工模具“从询价到产品交付”解决方案的公司 全球最强的电极设计软件提供商 最多的多轴软件用户; 全国第一个微铣削软件的用户; 教育行业购买的最多的软件
全国数控技能大赛指定参赛软件之一。
2008年全国职业院校技能大赛高职组“产品部件的数控编程、加工与装配”项目竞赛CAD/CAM软件指定参赛三大软件之一。
Cimatron公司开发了Cimatron E 软件。这是一个全套解决方案,它为工模具制造者和零部件制造商提供从询价到产品交付的全套服务,包括了塑料模具和冲压模具设计与制造、电极设计和制造、制图和数控NC编程等,任何细节和步骤都囊括其中!
Cimatron软件产品是一个集成的CAD/CAM产品,在一个统一的系统环境下,使用统一的数据库,用户可以完成产品的结构设计、零件设计,输出设计图纸,可以根据零件的三维模型进行手工或自动的模具分模,再对凸、凹模进行自动的NC加工,输出加工的NC代码。
分模
模具设计
工程图
NC刀路 电极设计
一. Cimatron CAD/CAM一体化技术优势(CAM部分)
多轴零件加工
Cimatron E的NC解决方案完全可以胜任从2.5轴的平面加工和高质量的3轴模具制造,到需求较多的5轴连续加工编程。加工时能为客户提供所需要的速度、可靠性和质量,同时3轴和5轴加工都可以实现近似抛光质量的加工结果。
二、功能丰富、完善、安全和高效的高速铣削加工:
在任何形式下都可以用NURBS插补输出来支持高速铣削; 三、专用的模具应用模块
Cimatron的加工特色使Cimatron已经成为当今数控加工、特别是模具加工的首选软件之一,可以完成产品的结构设计、零件设计,进行手工或自动的模具分模,再对凸、凹模进行自动的NC加工,Cimatron的加工技术仍在继续、快速地发展,而保持世界领先的地位。
Cimatron在中国的部分客户
a)部分企业客户
富士康(鸿准)精密模具有限公司 比亚迪股份有限公司 艾美特电器(深圳)有限公司 深圳中日龙 东莞正崴集团 美的集团
深圳市华益盛模具有限公司 广州广电林仕豪模具制造有限公司 广州松益塑胶有限公司 格兰仕集团
珠海及成通讯科技有限公司 永胜电脑五金(东莞)有限公司 广东巨轮模具股份有限公司
正崴精密工业股份有限公司 哈尔滨东安工具有限公司 大连机车 北航 ………….
立伟精密模具(昆山)有限公司 东风汽车 长春一汽 神龙汽车 南京跃进 轻骑集团 合肥汽车 陕西飞机 西航发动机 航天四院 航天一院 普什模具
普什刀具
TCL王牌电器(惠州)有限公司 惠阳螺旋桨 上海飞机 青岛海尔 潍柴动力 江苏春兰 哈量
b)部分教育客户
福州市机械工业技术学校
广东江门五邑大学
上海高级技工学校
广东省国防技校
北京市工业技师学院
广东省机械技工学校
无锡职业技术学院
广东工业大学
北京航空航天大学
广东深宝蓝职业培训学院
北京邮电大学
广东机械研究所培训中心
北京清华大学
深圳市职业技术学院
南京航空航天大学
东莞理工学院
浙江大学
佛山市技工工业学校
云南工业大学
粤东高级技工学校
天津中德职业技术学院
至今100余所教育用户购买Cimatron软件已超过3000套
我模具系对该软件的教学使用计划(以模具设计与加工制造教学内容为主):
教学对象 中级工第二学期 学习内容 制图和数控NC编程 零件的三维模型进行手工或自动的模具分模,计划学时 四周 中级工第四学期 冲压模具设计与加工制造 三周 高级工第三学期 产品设计 三周 高级工第五学期 塑料模具和冲压模具设计与加工制造 五周 高级工第六学期 模具毕业设计 四周 另:Cimatron软件已成功作为广东第二、三届数控技能大赛、第一、二、三届全国数控技能大赛、2008年全国职业院校技能大赛高职组“产品部件的数控编程、加工与装配”项目竞赛CAD/CAM软件指定参赛软件之一,省赛中,该软件是属自带软件,在竞赛中没有规定具体版本,相对于CAXA软件减少了每次竞赛软件版本均被“牵着鼻子走”既节约了竞赛资金的投入,也节约软件的计划、学习时间。
陈洁训 2008-10-24
CimatronE是一套易学易用的3D工具,具有强大的功能。在整个设计过程中,CimatronE无缝集成了快速分模,工程变更,生成电极、嵌件以及导向、冷却道等详细的模具零件。
在制造过程中,非常容易实现2.5-5轴的刀路轨迹编程,在编程过程中充分利用高速加工,基于毛坯残留知识的加工,模板加工等强大的功能和优秀的策略,从而大大减少编程时间和实际加工时间。 Cimatron E | 模具设计
模具设计过程定位产品零件在模具中的位置,围绕产品零件进行模具结构设计,冷却道设计,为模具镶块自动切槽,设计其它机构(滑块,吊装机构),放置顶出机构以及将模具的所有零部件连接起来(使用螺钉,螺栓和导柱等)。
CimatronE在提供通用的设计工具的同时,提供了一系列的模具设计专用工具: * 布局工具――用于定位产品零件布局。
* 模架工具――用于生成整个模具结构,包括模板,模具零部件。通过使用友好、灵活的设计向导,是整个设计过程在几分钟内完成,包括模架的尺寸和零件间的位置关系。
* 顶出机构设计工具――用于优化计算顶出件的尺寸,自动优化顶出件的位置,自动生成复杂的槽腔,根据模具镶块表面形状自动裁剪顶出件。
* 滑块子装配――用于将整个滑块机构添加到模具中并自动定位,计算滑块行程。同时可以创建标准滑块和非标准滑块机构,并存储于标准件库中。
* 冷却道设计――整套的设计工具,用来设计冷却道路径,自动生成冷却道孔,管路接头等,同时还考虑了管道孔底的延伸结构。
* 附加组件 ――其它模具零部件都可以引入模具装配中,系统可以辨别这些零部件以及它们在模具中的作用,同时可以通过预定义规则来自动定位和设置尺寸大小。
* BOM表以通用的标准格式自动生成物料清单(明细表)。
* 通用的创建工具――所有CimatronE中的强大的工具,无论是在零件设计环境下还是装配环境下的,在模具设计中都起作用。
CimatronE的模具设计功能将一系列相关联的自动或非自动的灵活工具应用于各种模具类型中(单腔、多腔和族类模具)。
Cimatron E | 分模
分模过程就是从零件的数学模型自动生成模具镶块。模具镶块在模具中是直接接触并成形产品零件的部件。
CimatronE为分模过程的不同阶段提供了一整套的工具:
* 分模工具-定义分模方向,并按照分模方向分配不同曲面到不同的模具镶块上。
* 创建分型面的专用工具。 * 创建毛坯-用作嵌件。
* 使用分型面切毛坯,完成模具镶块设计。
分模的全部过程都有可视化的详细的过程向导作导航,同时包含强大的分析工具和自动化工具。
Cimatron E | 电极设计 产品浏览
Cimatron向您提供了一套最完整的设计、文档管理和制造业EDM电极系统; CimatronE电极解决方案内置放电参数,结合最优化的加工策略,系统可以补偿放电间隙以及2D或3D平动间隙;
内置铣削模板,只要轻轻点一下鼠标就可以根据各种类型几何体实现一套完整的加工流程,包括专业的超薄电极加工流程。 产品亮点
保持高级自动控制和用户控制间的平衡 加速分析、抽取、创建和文档管理 优化电极设计及加工的管理工具 主要优势
通过减少乏味重复的工作提高生产力,缩短交付时间 专业化的解决方案,满足完整的EDM流程的要求 高质量,最短的编程时间,高效加工任何电极 特征 设计:
高级自动化工具创建刀柄和展平几何体 多曲面创建工具
自定义加工全过程或者某阶段的模板 抽取:
通过高级抽取工具及模板自动生成电极 切面抽取放电曲面和切面
利用动态定位和旋转展平功能定义放电区域 自动制图和文件管理 产品:
应用于任何种类型的电极几何体
过程的自动控制–只要轻轻按下按钮就可生成完整的加工步骤 支持2.5轴到3轴的NC程序 优化细筋加工,也支持薄壁零件的加工 粗加工和精加工高速铣削 放电及成形:
支持放电间隙,粗加工偏移以及2D或3D平动间隙
可以对同一个几何体的不同阶段(粗加工,半粗加工,精加工)产生电极 EDM设置:
为零部件,电极和放电区域定义普通及机床专用放电参数 专用放电参数是为当前主流机床商提供的,这些机床商包括:Agie-Charmille, Mitsubishi, Ingersol和Makino 。
Cimatron E | 图纸
CimatronE的绘图工具能够为模具零部件以及模具装配生成图纸。
专门的技术用于提高图纸的生成效率:
* 在视图中有友好装配树管理(隐藏/显示/属性)。
* 自动化的工具使系统自动生成ID号,坐标标注,中心线等等。
* 标准的视图、表单可以通过模板自动生成,包括自动写文字(系统自动添入)。 * BOM表单的自动生成。
系统也提供了大量的2D工具用来编辑、管理图纸。CimatronE对曲面间的缝隙很\"友好\",能够对开放的物体生成视图、剖面。
Cimatron E |零件准备
创建的零件不总是能够满足最初的质量要求。它可能包含有问题的面(自交面、多余面、小缝隙等。),倒沟和不合理的拔模角度。
Cimatron有效地处理这些问题,像开放零件或间隙面这些问题解决后效果明显。所有这些零件在开放的实体或面上跳过间隙(沿着面与间隙的边界可以生成一条轮廓)。
CimatronE提供了一套分析和修正几何元素的工具,或者说是改变几何的工具。这些工具包括检查和修正曲面质量,修改曲面边界,点,光顺曲面(改变斜率),寻找倒沟或拔模角过小的区域,和应用角度分析。如果需要可以使用Cimatron E的延伸功能重生成曲面。 快速评估(Quick Quote)
快速评估是 Cimatron的一个基于网络的,拥有独立CAD功能的协作模块。它为用户提供了概念设计,数学数据分析工具和CAD 数据的预览功能,工模具的设计者可以通过使用快速评估与供货商和客户实时的协作减少产品的上市时间。
通过不断的满足工模具设计者的需求,快速评估帮助用户实时地与合作者在线交流,通过在产品设计阶段早期就检测设计约束,有效地降低错误成本。通过使用快速评估 用户不需要任何CAD 操作系统就可以评估CAD数据,检查零件或工模具的有效性。最重要的就是能够通过使用快速评估的高级数学分析和效能ECO工具评估实际成本。 模具设计
工模具制造者心中的高级模具设计工具 源于工模具制造者又服务于工模具制造者 丰富适用的工具,最大限度地提高劳动生产率
高效的基于向导的功能和符合人体工程学的界面,完全为了提高速度而定制的 缩短交付时间――提高产品质量和劳动生产率
方便、快捷的预设计功能
CimatronE独特的设计理念,为用户提供了无法比拟的3D预设计速度。用户可以粗略地进行冷却系统、顶出系统、流道系统的快速设计。而且修改非常方便,新的设计方案与原始方案保持非常密切的关系。
结果:快速生成的3D模具结构通过修改,一旦被用户确认,就可以作为最终的模具设计依据。CimatronE可以自动生成明细表(BOM),在模具设计最终确认前,就可以提前预订模具材料以及原始的加工参数定制。
功能强大,大大节约设计时间的标准件库
CimatronE提供了强大的参数化设计的标准件生成工具,同时提供通用的标准模架库:Hasco、DME、Strack、Futaba、Misumi和LKM(龙记)。所有的标准件库都可以方便、快捷地优化、定制成用户自己的标准件。标准件库和装配无缝集成,不同尺寸的零件选择,装配定位,自动生成装配件的槽腔等。 CimatronE强大而省时的标准件生成工具,可以把子装配定义成标准件,以便在其它项目中重新使用。
支持用户定义图纸库,图纸中的特征存成标准件形式,便于再利用。
现成的备用机构
基于CimatronE强大的标准件工具,一系列丰富的模具机构(滑块机构、斜顶机构等)已经内置在标准件库中,在装配过程中可以随时调用。在模具设计中频繁使用的非标机构也可以定制成标准件形式,便于以后的模具设计之用。
最优化的分模功能
CimatronE的分模功能,提供了一整套的分析、设计工具,使模具型芯、型腔的生成过程顺畅、高效。同时具有强大的模具布局功能――包括一模多腔和族类模具设计。CimatronE的分模不必区分曲面、实体信息,尤其对复杂的曲面更显示其强大之处――结构复杂,破损面,曲面数量大(几千张面)。 CimatronE的分模工具提供了方便、快捷的拔模角分析、倒勾分析工具,按照分模方向自动分配型芯、型腔曲面,模拟分模过程。分模环境与CimatronE的高级曲面功能无缝集成,便于复杂分型面的生成。
灵活的模架装配机制
CimatronE的模架库装配机制,保证用户根据不同的模架标准自动调用装配完善的模架结构,该过程只需要几分中。参数化的模架装配机制,允许用户在模具设计的每一个过程对模架特征进行充分编辑:根据型芯、型腔尺寸对模架尺寸,不同方向的偏移值,单个零件编辑、优化等。同时可以选择模架中是否包含各种模具零件,如:导柱、导套、交道口、定位环等等。
优化的顶出系统设计
为顶出系统设计提供了一系列丰富的工具:
通过2D/3D混合技术的使用,简单快捷地对顶杆进行定位 优秀的顶杆裁剪功能,支持所有裁剪方法
根据顶杆的不同区域特征,自动切除顶杆所通过的零件
顶杆特征与CimatronE的绘图系统保持动态连接,在图纸中能够明显表示顶杆标记
对复杂的冷却系统实现简化设计
CimatronE包含了一系列工具以简化复杂的冷却系统设计。包括:冷却道,插销,连接装置,隔板,管接头等。3D设计环境,提供干涉检查功能,对冷却道的位置给予优化设计提示。精确的冷却道设计,确保冷却道的设计考虑钻孔工具的准确形状,包括钻孔延伸和钻孔尖端的特殊设计。
高效的流道设计系统
CimatronE提供了高效的设计流道的工具,既可以提供标准的流道结构,也可以根据用户需要实际定制。自动优化流道尖端结构(有利于废料的冷却和断裂),可以根据流道类型对流道草图进行分类。通过独特的2D/3D混合建模工具,自动将2D草图转化成3D流道,提高设计效率。设计好的流道可以输出到加工环境进行刀路编辑。
强大的设计工具包
CimatronE的模具设计中包含强大的通过优化的专门满足模具设计者需要的设计包:
包括全部标准的装配工具,实体造型和曲面造型工具 针对非封闭体和有问题的数据模型处理、分析工具
专门对模具零件、几何模型进行处理的工具:曲面、线框修改工具,3D偏移工具,模具流道系统设计工具
简捷、直观的工作环境
在复杂的模具设计过程中,用户界面对提高设计效率是至关重要的。为了满足工模具行业处理大量数据的需要,CimatronE提供了强大的设计工具和有效、直观的工作界面,符合模具设计者实际工作思路,提高工模具设计效率。 CimatronE友好的模具设计界面,提供了模具设计向导,使工模具设计者在模具设计的每一个阶段都能轻松、自如地获得工具向导,提高设计效率。工具向导包括:特征树,层次管理,模型浏览,动态截面显示,与操作过程上下关联的菜单和工具条。以上这些向导时时的服务于当前工作过程。CimatronE保证
帮助模具制造者以最少的精力投入,最少培训投入实现最有效的工作。提高效率,缩短交付时间,降低模具成本。
自动出图
生成精确、详细的模具图纸和明细表是模具设计不可分割的一部分。CimatronE提供了各种生成图纸的必要工具,三维模型可以是各种类型的体素――封闭实体,不封闭实体,曲面造型。并可以生成开放物体的截面视图。通过预先定制符合用户标准的图纸模板,然后利用模板出图,可以大大提高出图效率,节省时间和企业资源。
一体化解决方案――从评估到交付
CimatronE被业界评价为最佳的模具设计、制造一体化解决方案,是因为她提供了模具制造过程的每一个阶段,每一个细节的功能、方案。CimatronE系统涵盖了模具制造从评估报价到模具交付的每一个细节――从获得客户零件模型直到真实的零件加工,和模具装配。
如此广泛、全面的功能,使模具制造者不经过任何的数据转换便可以顺利完成模具设计、制造的全过程。而且可以实现模具在整个生产过程中数据的全相关性――这意味着3D产品模型更改后会自动体现在图纸、加工文档中,从而使模具生产过程中协同工作真正成为可能,满足模具类产品对并行工程的迫切需要,大大缩短交付时间。
国际水准的客户支持
Cimatron公司熟知模具领域激烈的竞争中,真正有价值的软件解决方案是靠软件功能和客户支持质量二者共同作用来考量的。所以Cimatron在全球的技术工程师都是模具领域的专家,具备丰富的实践经验,以便更好地对我们的客户进行技术支持。
为什么使用CimatronE软件?
在竞争激烈的模具制造领域,“交付时间”,“模具质量”,“设计、制造的灵活性”不只是一个口号,她们是您做事的标准和成功的关键。
客户的要求是对项目有广泛的适应性,快速交付模具/产品以及对设计变更的快速反应――信守质量承诺。伴随着价格下降,成本提高,利润率低。所以快速、精确的模具设计、制造意味着在激烈的竞争市场中立于不败之地。
Cimatron――1982年以来,一直是世界范围内工模具行业CAD/CAM解决方案的领导者,提供了为工模具行业量身定做的解决方案,真正满足工模具制造者特有的需要。
源于工模具制造者又服务于工模具制造者
二十几年来,Cimatron一直聆听全球范围的工模具制造的声音――与像您一样的模具专家一起工作,紧密协作,积累了丰富、优秀的经验,并应用于Cimatron软件中。从而被业界证明了:工模具行业最优秀的模具解决方案,加速了您的模具设计、制造进程;同时具有丰富经验是技术支持工程师时刻准备为您提供
最有效的支持。
给工模具制造者最大的控制空间
CimatronE的工模具解决方案是对工模具制造者的知识和经验最大限度地补充。她实现了模具设计、制造过程中自动和人工干预的完美结合。通过友好的用户向导可以快速实现初级阶段设计过程,同时又融入了模具制造者本身的丰富的经验――根据实践经验,对设计制造进行最有效地控制,实现模具生产过程的最优化。
丰富、适用的功能
CimatronE的模具设计功能涵盖了工模具制造者所需要的全部工具,是工模具制造者在第一时间完成最好工作。具体包括:
非常灵活的模具结构设计功能
专门针对流道、顶出及冷却系统设计的强大工具 自动创建模具零件装配槽腔 优秀的零部件装配定位及编辑功能
有利于提高效率的因素
CimatronE的模具设计技术在保证高的模具质量的同时关注了生产效率。无法比拟的3D设计速度和明细表(BOM)的自动生成,为部分零件的提前采购以及加工过程准备提供了有效依据,从而为缩短模具交付时间发挥作用。
CimatronE友好的模具设计界面,提供了模具设计向导,使工模具设计者在模具设计的每一个阶段都能轻松、自如地获得工具向导,提高设计效率。与操作过程前后关联的菜单和工具条有利于提高效率,缩短交付时间,降低模具成本。
冲模制造
将产品模型的采集数据读入Cimatron,利用Cimatron的反向工程模块对数据进行处理,再利用Cimatron的高级曲面模块对零件曲面进行局部混合造型、缝补、光顺订一些列编辑,使其达到最终产品的要求。
一、CIMATRON概要
以色列Cimatron软件有限公司作为世界上著名的CAD/CAM软件供应商一直致力于为制造行业提供先进的CAD/CAM系统,不仅为用户提供功能强大的通用CAD/CAM系统,而且针对模具制造行业提供了全面的解决方案。Cimatron公司成立于1982年,其股票已经在美国的NASDAQ上市。在世界范围内,Cimatron已拥有7000多个用户,系统销量达12000
套用户广泛遍布于汽车、航空、计算机、玩具、消费类商品、医疗、军事、光学仪器、远程通信、教育机构和科研院所等。今天,Cimatron公司在世界范围内拥有35个分支机构和子公司。
Cimatron公司的Cimatron软件产品是一个集成的CAD/CAM产品,在一个统一的系统环境下,使用统一的数据库,用户可以完成产品的结构设计、零件设计,输出设计图纸,可以根据零件的三维模型进行手工或自动的模具分模,再对凸、凹模进行自动的NC加工,输出加工的NC代码。
由于Cimatron在中国的销售量逐年上升,Cimatron公司决定将Cimatron北京代表处(1998年成立)提升为自主经营的子公司—思美创(北京)科技有限公司。Cimatron China在负责市场、销售、技术支持以及售后服务工作的同时,仍然为各个代理商SGV, Unigenius Semidome在各自区域内的市场、销售、技术支待以及售后服务工作中提供相应的支持。
随着模具制造行业的发展,对CAD%CAM系统提出了新的要求,今天Cimatron不仅是一套通用的CAD/CAM系统,而且针对模具行业提供了新的工具集——Quick系列产品(快速产品浏览{ QuickConcept }、快速模具分模与拔模角度分析及分型面的快速定义{QuickSplit}、快速产品设计对比分析{ QuickCompare }、快速充压模具设计工具{QuickDie}等)。
今天在中国Cimatron的用户群也在急剧的扩大,已广泛应用于各个行业,成为当今模具设计与制造公认的首选产品,很多中国的知名企业都采用的Cimatron。这些用户包括:春兰机械制造有限公司,海尔
模具有限公司,奥克玛模具中心,美的模具制造有限公司、新科机械制造有限公司,河南新乡新飞模具制造有限公司、济南轻骑集团、济南小鸭模具制造有限公司、山东时风集团、洛阳中国第一拖拉机集团、长春客车厂——国凯模具制造和设备维护有限公司、沈阳飞机制造有限公司、陕西飞机制造有限公司、陕西西安航空发动机公司、陕西西安安泰叶片制造有限公司、北京重型电机厂、北京航天部一院、大连康发模具制造有限公司、南京跃进集团工模具厂、昌河飞机制造公司、杭州客车制造厂、上海飞翼客车制造厂、武汉神龙、上海大众集团多家分厂(如上海合众汽车配件厂、上海有色金属模具厂、上海大众配件厂)等等。
二、技术特色
做为世界知名的CAD/CAM系统,Cimatron在数控编程方面一直处于世界公认的领先地位,主要体现在以下几个方面:
(1)基于知识的加工
这是Cimatron系统内置的加工核心特色,该特色保证了在用户选择了加工对象与合适的加工方法及其工艺参数之后,对加工的状况进行分析,合理地调整刀路轨迹,使加工结果更合理、更安全、更高效。
(2)基于毛坯残留知识的加工
做为该技术的原创厂家,Cimatron使这一技术更加完善与丰富。毛坯残留知识是指用户根据实际加工的毛坯形状定义对应的初始毛坯(即可以定义规则毛坯,如方料、圆料等,也可以定义基于零件理论模型偏置的有形状的铸造毛坯),在加工过程中,系统时时刻刻都知道上次加工后在零件的理论模型表面上剩余的毛坯形状与毛坯特点,从而结合具体的加工方法对加工轨迹做一系列的加工优化。
1)实现无空走刀加工;特别是在加工零件是铸造出来的时候,该特点更加使得产生的刀路轨迹没有空走,而且加工的轨迹与效率最优;因为我们可以根据铸造毛坯的情况定义根据零件理论模型而定义沿零件表面等距偏置的铸造毛坯,而且Cimatron系统时时知道当前在零件理论模型表面的毛坯状态,在进行等高粗加工的时候,系统会根据当前零件表面的毛坯状态进行优化计算,只在有毛坯的地方产生加工轨迹,避免出现像没有基于毛坯残留知识的系统在进行等高开粗时出现空切的情况。
2)实现安全的相对安全快速抬刀、移刀:为提高加工的效率,Cimatron支持相对抬刀位置的相对抬刀方法,相对高度可以定位高于抬起位置一定的高度,如2mm,5mm,在移刀的过程中进行刀具与零件残留毛坯的比较,在发生干涉的情况下采用用户最初定义的安全高度进行移刀; 3)实现真正意义上的刀具及其夹头的干涉检查:
a.真实的干涉检查:没有真正的基于毛坯残留知识的干涉检查的CAM系统是用刀具与零件的理论模型进行比较的,容易导致实际加工的碰撞,而采用毛坯残留知识的加工的CAM系统是用刀具与零件上一次实际加工的残留毛坯形状进行比较,使得碰撞检查更完善、更安全也更合理。
b.自动采用备选刀具逐次加工:用户可以指定备选加工刀具列表,在第一把刀在加工特深的峡谷与沟壑发生干涉时,系统只用当前的刀具加工可以加工的区域,而接着采用第二把刀加工它可以加工的区域,再选另一把刀加工它可以加工的区域,直到加工完成为止。在程序输出上用户可以选择按刀具分别输出不同部分的程序,也可以在程序中自动换刀而以一个程序输出。
4)实现完整意义上的刀具载荷的分析与速率调整优化:
a)基于切削体积:基于毛坯残留知识的加工使得系统能真正根据刀具当前的实际加工量—加工体积——进行载荷分析,而不是根据刀宽进行推测,增加了刀具载荷分析优化的科学性与准确性。
b)基于切削角度: Cimatron不仅能根据毛坯状况进行速率调整优化,还可以根据刀具沿零件表面的运动角度进行优化一切人材料的角度越大速率越小,切出材料的角度越大速率越大。
c)过载分层加工:Cimatron载荷分析与优化技术还在余量过多的情况选择分层切削的处理方式,即对残留的过多毛坯自动分多层加工完成。
(3)逐深加工技术加工特深零件
在实际加工中我们会遇到许多深度较深的零件,为达到最佳的加工效果,对这些零件的加工Cimatron允许用户随着深度的增加渐次加大刀具的长度,对不同长度的刀具可以限制其加工的深度范围,从而避免了采用单一长度的刀具完成整个加工而由于刀具回弹所造成的加工偏差,致使加工结果不理想。
(4)直观的加工结果校验
支持最后加工结果毛坯与理论模型的比较,使编程人员迅速知道当前所编程序在零件实际加工后的基本状况,从而帮助编程人员进行编程决策,即知道需要进行进一步加工的情况,进行进一步的编程。
(5)基于工艺特征的自动化编程
作为最早应用该技术的Cimatron公司,使得该技术的应用更加灵活。该技术可以把工厂的典型工艺过程与参数存储起来形成加工模式,当有新的零件可以采用同样的加工方法进行加工时,技术人员不用从头编制加工工艺,让系统根据技术人员选定的加工模式实现自动编程。该技术有以下几个特色: 1)工艺模式不用特别定制,只要认为某个加工过程具有复用性,用户即可存成加工模式。
2)加工模式的工艺参数表具有工艺参数的参数相关性,几个工艺参数的修改可以使其他相关的工艺参数随之修改,如用户该用另外一把刀具时,切深和侧向吃刀量等都会随之修改,这不仅增加了工艺参数定义的快捷与方便性,也增加了工艺模式的适应性。
3)以多种方法实现几何信息的识别与提取。一个零件的加工包含多个加工步骤,不同的加工步骤中可能有些步骤只涉及零件的相关的部分,这时就要求工艺模式能自动识别与某一加工步骤相关的对应几何信息。Cimatron可以允许用户指定多种方法来完成,如基于颜色识别的机制、基于线型的机制,基于几何集合定义的机制以及该三种机制的结合使用。
4)由于这些工艺结合了使用单位产品特点、编程特点以及实际设备等加工状况的大量实际情况,使得这些工艺更合理、更精练、更安全、更高效;这些典型工艺可以形成编程的知识库,新来的技术人员还可以很快利用已有的工艺库进行实际的编程工作。
(6)基于斜率分析技术的一体化加工策略
1)斜率分析技术:斜率分析技术是随着日益紧迫的加工生产需求,对加工程序编制要求更加自动化、更加迅速而产生的一个针对铣削加工特点的技术,该技术是指在程序的生成过程中,能对零件的实际形状特点进行分析与区别,从而完成特定形状采用特定加工方法的程序计算技术。
2)一体化分析加工;Cimatron是最早采用斜率分析技术的CAM系统之一,今天Cimatron已经实现了从单独特征区域自动分析查找技术进而采用合适的加工方法进行该特定区域加工的初级阶段,发展到了面向整个加工对象的一体化分析与加工—使用一个功能即可进行不同加工区域的识别与特点分析,然后综合整个零件的不同区域,采用最优化的、最快捷的方式对不同的区域采用不同的加工策略,同时保证不同加工区域间最佳的刀路连接与优化,保证最佳的表面质量。
3)应用示例:如上图的清根加工,系统会自动分析出哪些区域是水平区域,哪些区域是垂直区域,在水平区域可以采用沿轮廓等距加工、平行切削加工或环行加工方式,对垂直区域采用等高线加工方式实现垂直区域的拐角清理;如左侧两个线框显示的图片所示,系统在对零件进行精加工时采用斜率分析的方法可以对整个零件或由轮廓定义的加工区域进行分析,对不同的加工区域采用更加合适的加工方法--一对垂直区域采用等高线精加工,对平缓区域采用沿表面环切的方法进行精加工,从而在一个WCUT加工功能内即实现了整个零件或部分区域的整体精加工,同时保证了最优的加工效率、获得最好的表面质量。
(7)最佳事前优化,减少事后完善一Cimatron针对模具行业的独特加工策略
1)最佳事前优化技术是指在模具的编程过程中,系统提供了丰富、有针对性的技术,使每一步的加工都为下一步的加工做好最佳的准备,减少由于上部加工结果不理想造成进行进一步加工编程时增加编程人员对加工条件的考虑,同时也影响加工的效果。
2)事后完善是指在当前加工条件不良的情况下。用户使用一些辅助的编程设定或优化方法,避免当前不良状况的影响,如避免刀具过载等。
3)在Cimatron系统中的许多编程技术都对这样的要求给予了充分的考虑。比如享誉全球的Cimatron的WCUT是一个集粗加工、半精加工和精加工于一体的加工方法,使用该方法进行粗加工时,系统会在两层之间发现在平缓区域的过多余量进而对这些对精加工有不良影响的部分进行自动的层间再加工(采用逐次等高法,沿面光刀法等),从而使精加工之前在零件表面的余量尽量均匀,避免局部刀具过载发生崩刀,也使得将来的精加工时不会由于不得以的低速切削造成表面质量不够好,为下一步的精加工做好充分的准备。如果在精加工时为避免由于余量不均对刀具产生不良影响,如刀具过载,采用事后的刀具载荷分析与优化,虽然可以避免事故的发生或影响零件的表面质量,但不是最佳的处理办法因为如果在零件的表面到处都是大余量的地方,到处都要进行低速切削,不仅影响了加工效率,而且加工的表面质量也会受到影响,特别在高速铣削加工的应用中更加忌讳这种情况的出现,高速加工也不成为高速铣削加工了。
(8)功能丰富、完善、安全和高效的高速铣削加工
在任何形式下都可以用NURBS插补输出来支持高速铣削;先进的高速铣削能力:螺旋进刀,圆角走刀,层间、行间的圆弧连刀和摆线式加工使走刀轨迹更加光滑以适应高速铣削;在残留毛坯知识的基础上优化进给数率;通过自动调节进给速率和自动分层来确保恒定的刀具载荷针,对高速铣削实现行间的圆弧连刀和螺旋式移刀等等。Cimatron高速铣削已经在国内得到了广泛的应用,如海尔集团模具制造有限公司、春兰机械制造有限公司、西安航空发动机有限公司一安泰叶片等等。
(9)支持紧急任务的并行编程加工模式
模具制造行业有时面临着紧迫的任务,这时如何把一个任务分布到不同的编程人员实现协同加工至关重要。由于Cimatron有基于毛坯残留知识加工,而且用户可以把某一加工编程结果毛坯存储起来分给其他编程人员,这样其他编程人员就可以在此基础上针对零件的不同区域进行相应的精加工编程和精细加工编程;结合PDM会使该项工作更便捷。
(10)具有时时决策支持的数控编程系统
Cimatron为用户数控编程中遇到的可能问题提供了辅助分析工具,如加工前零件可加工区域的检查(检查是否又倒角而不能加工的区域),零件最小曲率半径的大小与所在区域,当前残留毛坯的即时察看(用户不用仿真模拟就可以指导当前零件的加工结果如何,而且用户可以进行动态剖切分析),余量分析校验等等。
(11)以项目为中心进行技术信息管理的PDM系统为平台的信息共享与协作环境Cimatron的PDM系统,以客户/服务器模式为技术人员提供了一个信息集成的应用平台,使得任务的计划与进度管理成为可能,实现了以项目为中心的技术信息的集中管理,为技术信息安全提供了有效的保证。在信息管理中,不仅可以进行项目管理、文档管理、任务管理、工作流程管理和工作进度管理,所有与技术相关的其他文档都可以得到管理,如Word, Excel, PowerPoint等,模具模型、加工代码、技术模版和机床设备状况等也可以实现一体化管理。
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